A servidor de tempo é uma ferramenta de escritório comum, mas o que é isso?

Estamos todos acostumados a ter um tempo diferente do resto do mundo. Quando a América está acordando, Honk Kong vai para a cama, e é por isso que o mundo está dividido em fusos horários. Mesmo no mesmo horário, ainda pode haver diferenças. Na Europa continental, por exemplo, a maioria dos países tem uma hora de antecedência do Reino Unido por causa da mudança do relógio sazonal da Grã-Bretanha.

No entanto, quando se trata de comunicação global, ter diferentes tempos em todo o mundo pode causar problemas, especialmente se você tiver que realizar transações sensíveis ao tempo, como comprar ou vender ações.

Para este efeito, ficou claro no início do 1970 que era necessária uma escala de tempo global. Foi introduzido no 1 janeiro 1972 e foi chamado UTC - Tempo Universal Coordenado. O UTC é mantido pelo relógio atômico, mas é baseado em Greenwich Meantime (GMT - muitas vezes chamado UT1), que é ele próprio um cronograma baseado na rotação da Terra. Infelizmente, a Terra varia em sua rotação, então o UTC conta para isso adicionando um segundo uma ou duas vezes por ano (Leap Second).

Embora seja controverso para muitos, são necessários segundos de salto pelos astrônomos e outras instituições para evitar que o dia flua, caso contrário, seria impossível determinar a posição das estrelas no céu noturno.

UTC agora é usado em todo o mundo. Não é apenas o cronograma global oficial, mas é usado por centenas de milhares de redes de computadores em todo o mundo.

As redes de computadores usam um servidor de tempo de rede para sincronizar todos os dispositivos em uma rede para UTC. A maioria dos servidores de horário usa o protocolo NTP (Network Time Protocol) para distribuir o tempo.

Os servidores de tempo do NTP recebem o tempo dos relógios atômicos através de transmissões de rádio de onda longa de laboratórios nacionais de física ou da rede GPS (Sistema de Posicionamento Global). Todos os satélites GPS carregam um relógio atômico a bordo que transmite o tempo de volta à Terra. Embora este sinal de tempo não seja estritamente falando UTC (é conhecido como tempo GPS) por causa da precisão da transmissão é facilmente convertida para UTC por um GPS NTP servidor.

Relógios atômicos são usados ​​para milhares de aplicativos em todo o mundo. Do controle de satélites para até mesmo sincronizar uma rede de computadores usando um NTP servidor, relógios atômicos mudaram a maneira como controlamos e governamos o tempo.

Em termos de precisão, um relógio atômico é incomparável. Os relógios digitais de quartzo podem manter um tempo preciso por uma semana, não perder mais de um segundo, mas um relógio atômico pode manter o tempo por milhões de anos sem derivar tanto.

Os relógios atômicos Trabalhe com o princípio dos saltos quânticos, um ramo da mecânica quântica que afirma que um elétron; uma partícula carregada negativamente, orbitará um núcleo de um átomo (o centro) em uma certa planície ou nível. Quando absorve ou libera energia suficiente, sob a forma de radiação eletromagnética, o elétron irá pular para um plano diferente - o salto quântico.

Ao medir a frequência da radiação eletromagnética correspondente à transição entre os dois níveis, a passagem do tempo pode ser registrada. Os átomos de césio (cesium 133) são preferidos para o tempo, pois eles têm ciclos 9,192,631,770 de radiação em cada segundo. Como os níveis de energia do átomo de césio (os padrões quânticos) são sempre os mesmos e é um número tão alto, o relógio atômico de césio é incrivelmente preciso.

A forma mais comum de relógio atômico usada hoje no mundo é a fonte de césio. Neste tipo de relógio, uma nuvem de átomos é projetada em uma câmara de microondas e é permitido cair sob a gravidade. Os raios laser retardam esses átomos e a transição entre os níveis de energia do átomo é medida.

A próxima geração de relógios atômicos está sendo desenvolvida usa armadilhas de íons em vez de uma fonte. Os íons são átomos carregados positivamente que podem ser presos por um campo magnético. Outros elementos como o estrôncio estão sendo usados ​​nestes relógios da próxima geração e estima-se que a precisão potencial de um relógio de tração de íons de estrôncio poderia ser 1000 vezes a dos relógios atômicos atuais.

Os relógios atômicos são utilizados por todos os tipos de tecnologias; a comunicação por satélite, o Sistema de Posicionamento Global e até mesmo a negociação na Internet dependem de relógios atômicos. A maioria dos computadores sincroniza indiretamente com um relógio atômico usando um NTP servidor. Esses dispositivos recebem o tempo de um relógio atômico e distribuem em torno de suas redes garantindo tempo preciso em todos os dispositivos.

Os relógios atômicos são o pináculo dos dispositivos que mantêm o tempo. Os relógios atômicos modernos podem manter tempo com tanta precisão que, nos anos 100,000,000 (100 milhões), eles não perdem nem um segundo no tempo. Devido a esse alto nível de precisão, os relógios atômicos são a base para a escala de tempo do mundo.

Para permitir a comunicação global e transações sensíveis ao tempo, como a compra de pilhas e compartilha um cronograma global, com base no tempo contado pelos relógios atômicos, foi desenvolvido em 1972. Este horário, Tempo Universal Coordenado (UTC) é governado e controlado pelo Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) que usam uma constelação de relógios atômicos 230 65 de laboratórios XNUMX em todo o mundo para garantir altos níveis de precisão.

Os relógios atômicos são baseados nas propriedades fundamentais do átomo, conhecido como mecânica quântica. A mecânica quântica sugere que um elétron (partícula carregada negativamente) que orbita o núcleo de um átomo pode existir em diferentes níveis ou planos de órbita dependendo se eles absorvem ou liberam a quantidade correta de energia. Uma vez que um elétron absorveu ou liberou energia suficiente, pode "pular" para outro nível, isso é conhecido como um salto quântico.

A freqüência entre esses dois estados de energia é o que é usado para manter o tempo. A maioria dos relógios atômicos baseia-se no átomo de césio que possui períodos 9,192,631,770 de radiação correspondentes à transição entre os dois níveis. Devido à precisão dos relógios de cesio, o BIPM agora considera um segundo a ser definido como os ciclos 9,192,631,770 do átomo de césio.

Os relógios atômicos são usados ​​em milhares de aplicações diferentes, onde o tempo preciso é essencial. Comunicação por satélite, controle de tráfego aéreo, internet trading e GPs exigem relógios atômicos para manter o tempo. Os relógios atômicos também podem ser usados ​​como um método de sincronizando redes de computadores.

Uma rede de computadores usando um O servidor NTP pode usar uma transmissão de rádio ou os sinais transmitidos por satélites de GPS (Sistema de Posicionamento Global) como fonte de tempo. O programa NTP (ou daemon) assegurará que todos os dispositivos nessa rede serão sincronizados com o tempo, conforme indicado pelo relógio atômico.

Ao usar um NTP servidor sincronizado com um relógio atômico, uma rede de computadores pode executar o tempo universal coordenado idêntico, como outras redes que permitem transações sensíveis ao tempo a serem realizadas em todo o mundo.

Servidores NTP são usados ​​por redes de computadores como uma referência de sincronização para sincronização. A NTP servidor é realmente um dispositivo de comunicação que recebe o tempo de um relógio atômico e o distribui. Os servidores NTP que recebem um tempo de relógio atômico direto são conhecidos como servidores NTP 1 do estrato.

Um dispositivo 0 de estrato é um relógio atômico propriamente dito. Estas são peças de maquinaria altamente caras e delicadas e só podem ser encontradas em laboratórios de física de grande escala. Infelizmente, existem muitas regras que regem quem pode acessar um servidor 1 estrato por causa de considerações de largura de banda. A maioria dos servidores NPT 1 do stratum são configurados por universidades ou outras organizações sem fins lucrativos e, portanto, tem que restringir quem acessa.

Felizmente, os servidores de horário 2 podem oferecer uma precisão decente como uma fonte de tempo e qualquer dispositivo que receba um sinal de tempo pode ser usado como uma referência de tempo (um tempo de recebimento de dispositivo de um estrato O dispositivo 2 é um servidor 3 de estratos. Dispositivos que recebem tempo de um servidor Xatalog Xtrem é um dispositivo 3 de estratos, e so-on).

Ntp.org, é a casa oficial do projeto do pool NTP e, de longe, o melhor lugar para encontrar um servidor NTP público. Existem duas listas de servidores públicos disponíveis no pool; servidores primários, que exibem os servidores Xatalog do estrato (a maioria dos quais são de acesso fechado) e secundário, que são servidores 1 estratos.

Ao usar um servidor NTP público, é importante respeitar as regras de acesso, pois a falha ao fazê-lo pode fazer com que o servidor fique obstruído com o tráfego e se os problemas persistirem possivelmente descontinuados, pois a maioria dos servidores NTP públicos são configurados como atos de generosidade.

Existem alguns pontos importantes a serem lembrados ao usar uma fonte de tempo na Internet. Primeiro, as fontes de tempo da Internet não podem ser autenticadas. A autenticação é uma medida de segurança incorporada utilizada pelo NTP, mas não está disponível na rede. Em segundo lugar, usar uma fonte de tempo de Internet requer uma porta aberta em seu firewall. Um buraco em um firewall pode ser usado por usuários mal-intencionados e pode deixar um sistema vulnerável a ataques.

Para aqueles que exigem uma fonte de sincronização segura ou quando a precisão é altamente importante, um dedicado NTP servidor que recebe um sinal de temporização de transmissões de rádio de ondas longas ou a rede de GPs.

NTP (Network Time Protocol) é o protocolo de sincronização de tempo mais utilizado na Internet. O motivo do seu sucesso é que é flexível e altamente preciso (além de ser gratuito). O NTP também é organizado em uma estrutura hierárquica, permitindo que milhares de máquinas sejam capazes de receber um sinal de temporização de apenas um NTP servidor.

Obviamente, se mil máquinas em uma rede todas as tentativas para receber um sinal de tempo do servidor NTP ao mesmo tempo, a rede se tornaria um gargalo eo servidor NTP seria inútil.

Por esse motivo, existe a camada de NTP stratum. No topo da árvore está o servidor de horário NTP que é um dispositivo 1 de estrato (um dispositivo 0 de estrato sendo o relógio atômico do qual o servidor recebe seu tempo). Abaixo de NTP servidor, vários servidores ou computadores recebem informações de temporização do dispositivo 1 do estrato. Esses dispositivos confiáveis ​​tornam-se servidores 2 de estrato, que, por sua vez, distribuem suas informações de tempo para outra camada de computadores ou servidores. Estes, então, tornam-se dispositivos 3 do estrato que, por sua vez, podem distribuir informação de temporização para estratos mais baixos (estrato 4, estrato 5, etc.).

Em todos os NTP pode suportar até nove níveis de estrato, embora quanto mais longe do dispositivo 1 stratum original eles são menos precisos a sincronização. Para um exemplo de como uma hierarquia NTP está configurada, veja isso árvore estratificada

O Sinal de tempo WWVB é uma transmissão de rádio dedicada que fornece uma fonte precisa e confiável do tempo civil dos Estados Unidos, com base na escala de tempo global UTC (Tempo Universal Coordenado), o sinal da WWVB é transmitido e mantido pelo laboratório NIST dos Estados Unidos (Instituto Nacional de Padrões e Tempo).

O sinal de tempo do WWVB pode ser utilizado por qualquer pessoa que exija informações de temporização precisas, embora o uso principal seja como fonte de tempo UTC para administradores que sincronizem uma rede de computadores com um relógio de rádio. Relógios de rádio são realmente um outro termo para um servidor de tempo de rede que utiliza uma transmissão de rádio como fonte de tempo.

A maioria dos servidores de tempo de rede baseada em rádio usa NTP (Network Time Protocol) para distribuir as informações de temporização em toda a rede.

O sinal da WWVB é transmitido por Fort Collins, Colorado. Está disponível 24 horas por dia na maioria dos EUA e Canadá, embora o sinal seja vulnerável a interferências e topografia local. Os usuários do serviço WWVB recebem predominantemente um sinal de "onda terrestre". No entanto, há também uma "onda do céu" residual que se reflete na ionosfera e é muito mais forte à noite; Isso pode resultar em um sinal total recebido que é mais forte ou mais fraco.

O sinal WWVB é carregado em uma freqüência de 60 kHz (para dentro das peças 2 em 1012) e é controlado por um relógio atômico de césio baseado no NIST

A intensidade de campo do sinal excede 100 μV / m (microvolts um metro) a uma distância de 1000 km de Colorado - cobrindo grande parte dos EUA.

O sinal WWVB está na forma de um código binário simples contendo informações de hora e data O código de tempo e data WWVB inclui as seguintes informações: ano, mês, dia do mês, dia da semana, hora, minuto, hora de verão (em vigor ou iminente).

NTP (Network Time Protocol) é o método mais flexível, preciso e popular de envio de tempo pela Internet. É talvez o protocolo mais antigo da Internet ter existido de uma forma ou de outra desde meados do 1980.

O objetivo principal do NTP é garantir que todos os dispositivos em uma rede sejam sincronizados ao mesmo tempo e compensar alguns atrasos de tempo da rede. Através de uma LAN ou WAN, o NTP consegue manter uma precisão de alguns milissegundos (Através da Internet, a transferência de tempo é muito menos precisa devido ao tráfego e à distância da rede).

O NTP é de longe o protocolo de sincronização de tempo mais amplamente usado (em algum lugar na região de 95% de todos os servidores de tempo usam NTP) e deve muito de seu sucesso a suas atualizações contínuas e sua flexibilidade. O NTP será executado em sistemas operacionais baseados em UNIX, LINUX e Windows (também é gratuito, outra possível razão para seu enorme sucesso).

O NTP usa uma única fonte de tempo que distribui entre todos os dispositivos em uma rede; ele também verifica se há desvio de cada dispositivo (ganho ou perda de tempo) e se ajusta a cada um deles. Também é hierárquico em que literalmente milhares de máquinas podem ser controladas usando apenas um NTP servidor como cada máquina pode ser usada por máquinas vizinhas como um servidor de tempo.

O NTP também é altamente seguro (ao usar uma referência externa de tempo não ao usar a Internet para uma fonte de tempo) com um protocolo de autenticação capaz de estabelecer exatamente de onde vem uma fonte de tempo.

Para que uma rede seja realmente efetiva, a maioria dos servidores de tempo NTP usa um relógio atômico como base para sua sincronização de tempo. Um cronograma internacional baseado no tempo contado por relógios atômicos foi desenvolvido para este propósito. UTC (hora universal coordenada).

Existem realmente dois métodos para receber um Relógio atômico UTC sinal horário a ser utilizado pelo NTP. A primeira é a transmissão de tempo e frequência que vários laboratórios nacionais de física transmitem em ondas longas em todo o mundo; o segundo (e de longe o mais prontamente disponível) é usando a informação de tempo nas transmissões de satélite GPS. Elas podem ser coletadas em qualquer lugar do mundo e fornecer informações de tempo seguras, seguras e altamente precisas.

O servidor NTP (Protocolo de tempo da rede), o abuso é muitas vezes involuntário e, felizmente, graças ao pool de NTP é menos freqüente do que era, embora ainda ocorram incidentes.

NTP servidor O abuso é qualquer ato que viole as regras de acesso de um servidor de horário NTP ou um ato que o prejudique de qualquer maneira. Servidores NTP públicos são aqueles servidores que podem ser acessados ​​através da Internet por dispositivos e roteadores para usar como uma fonte de tempo para sincronizar uma rede. A maioria dos servidores públicos do tempo NTP são sem fins lucrativos e configurados como atos de generosidade, principalmente por universidades ou outros centros técnicos.

Por esta razão, as regras de acesso devem ser configuradas, pois grandes quantidades de tráfego podem gerar contas de largura de banda gigantes e podem levar o servidor de tempo do NTP a ser desligado permanentemente. As regras de acesso são usadas para impedir que o tráfego chegue ao acesso a servidores 1 do stratum, pelo estrato da convenção. Os servidores 1 devem ser acessados ​​apenas por servidores Xatum Xtreme que, por sua vez, podem passar as informações de temporização na linha.

No entanto, os piores casos de abuso no servidor NTP foram onde milhares de dispositivos enviaram solicitações de tempo, onde na natureza hierárquica do NTP é necessário apenas um.

Embora a maioria dos atos de abuso de NTP sejam intencionais, alguns dos piores abusos de Servidores NTP tempo foram cometidos (embora involuntariamente) por grandes empresas. A primeira grande empresa descobriu ter culpado de abuso de NTP foi Netgear, que, no 2003, lançou quatro roteadores que foram codificados para usar o servidor NTP da Universidade de Wisconsin, o DDS resultante (Distributed Denial of Service) atingiu quase megabits 150 a segundo.

Mesmo agora, cinco anos depois e apesar do lançamento de vários patches para corrigir o problema e a Universidade sendo compensada pelo Netgear, o problema ainda continua, já que algumas pessoas nunca corrigiram seus roteadores.

Incidentes similares foram cometidos pela SMC e D-Link. D-Link, em particular, causou controvérsia, como quando o assunto foi atraído para a atenção deles, eles decidiram trazer os advogados. Apenas depois que descobriu que eles violaram quase servidores 50 NTP eles tentaram resolver o problema (e somente depois que a cobertura da imprensa mordaz fez eles cedem).

A maneira mais fácil de evitar esses problemas é usar um servidor de tempo 1 estrato externo dedicado. Esses dispositivos são relativamente baratos, simples de instalar e muito mais precisos e seguros do que os servidores NTP on-line. Esses dispositivos recebem o tempo dos relógios atômicos da rede GPS (Sistema de Posicionamento Global).

Tempo sempre desempenhou um papel importante na civilização. Compreender e controlar o tempo tem sido uma das pré-ocupações da humanidade desde a pré-história e a capacidade de acompanhar o tempo era tão importante para os antigos quanto para nós.

Nossos antepassados ​​precisavam saber quando o melhor momento era plantar cultivos ou quando se reunir para celebrações religiosas e saber o tempo significa ter certeza de que é o mesmo que os outros.

sincronização de tempo é a chave para o tempo exato mantendo como organizar um evento em um determinado momento, só vale a pena se todos estiverem executando ao mesmo tempo. No mundo moderno, como as empresas passaram de um sistema baseado em papel para um eletrônico, a importância da sincronização do tempo e a busca de uma precisão cada vez maior são ainda mais cruciais.

As redes de computadores estão agora se comunicando entre si de todo o mundo, realizando bilhões de dólares de transações a cada segundo, a precisão de milissegundos agora faz parte do sucesso comercial.

As redes de computadores podem ser constituídas por centenas e milhares de computadores, servidores e roteadores e, enquanto todos eles têm um relógio interno, a menos que estejam sincronizados perfeitamente juntos, uma infinidade de problemas potenciais podem ocorrer.

Violações de segurança, perda de dados, falhas e avarias frequentes, fraude e credibilidade do cliente são todos os perigos potenciais da baixa sincronização do tempo do computador. Os computadores dependem do tempo, pois o único ponto de referência entre eventos e muitas aplicações e processos dependem do tempo.

Mesmo as discrepâncias de alguns milissegundos entre dispositivos podem causar problemas, particularmente no mundo das finanças globais, onde milhões são ganhos ou perdidos em um segundo. Por esta razão, a maioria das redes de computadores são controladas por um servidor de tempo. Esses dispositivos recebem um sinal de tempo de um relógio atômico. Este sinal é então distribuído para todos os dispositivos da rede, garantindo que todas as máquinas tenham o mesmo tempo.

A maioria dos dispositivos de sincronização são controlados pelo programa de computador NTP (Network Time Protocol). Este software verifica regularmente o relógio de cada dispositivo para drift (desacelerando ou acelerando a partir do tempo desejado) e o corrige garantindo que os dispositivos nunca vacilem no tempo sincronizado.